JPH06175448A

JPH06175448A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06175448A
Application number: JP4324075A
Authority: JP
Inventors: Juntaro Oku; 淳太郎奥; Hiroshi Hara; 啓原
Original assignee: Tokyo Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 1992-12-03
Filing date: 1992-12-03
Publication date: 1994-06-24

Abstract

(57)【要約】【目的】運転開始時の無駄トナー消費を抑制する。【構成】像担持体１の導電性基体２とグランドＧまたは
低圧正極電源との間を定電圧素子１１を介装した電路１
０で接続し、かつ定電圧素子１１の設定電圧を帯電動作
中に導電性基体２に流れ込む電流Ｉｄを利用して像担持
体１（３）の周面にトナー付着防止バイアス電位を確立
することのできる値（１００Ｖ）に選択されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯電器を有する画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】像担持体とこれを中心とする周囲に配設
された帯電器，露光手段，現像器，転写器，除電ランプ
とからなる１成分トナーを用いた画像形成装置が知られ
ている。図８において、像担持体１は、ドラム状の導電
性基体２の周面に感光層３が形成され所定方向に一定周
速で回動する。帯電器４は接触帯電ローラからなり、電
源装置４Ｐから高圧電圧を印加することによって帯電位
置Ｐ１を通過する感光層３を設定帯電電圧に帯電するこ
とができる。また、現像器は、現像ローラ５を含み電源
装置５Ｐによって現像バイアス電位Ｖｂが印加される
と、一定厚さの１成分トナーを同電位に帯電させ現像位
置Ｐ２に供給することができる。

【０００３】かかる構成の従来画像形成装置では、モー
タによって像担持体１を一定の周速で回転させつつ帯電
用電源装置４ＰをＯＮする。すると、帯電器４によって
帯電箇所Ｐ１を通過する像担持体１（３）の周面を設定
帯電電位（例えば、−５５０Ｖ）に一様に帯電すること
ができる。この帯電された周面に露光手段を用いて光照
射した露光部（静電潜像部）と非光照射の未露光部を形
成する。露光部の電位は例えば−５０Ｖとされるが、未
露光部は−５５０Ｖのままである。

【０００４】露光部が現像箇所Ｐ２に至る直前に電源装
置５ＰがＯＮされ現像ローラ５側の電位は、現像バイア
ス電位Ｖｂ（例えば、−３００Ｖ）となる。したがっ
て、現像箇所Ｐ２における像担持体１側の電位Ｖｓは露
光部の電位（−５０Ｖ）であるから、現像ローラ５側と
の電位差（２５０Ｖ）〔＝（−５０）−（−３００）〕
によって現像ローラ５側から１成分トナーが供給され、
その露光部にトナー像を形成（現像）することができ
る。なお、未露光部は−５５０Ｖであるから、−２５０
Ｖ〔＝（−５５０）−（−３００）〕の逆方向電位差が
生じ、未露光部にはトナーが供給付着されることはな
い。

【０００５】このトナー像は、転写器（図示省略）を通
過するときに用紙上へ転写される。像担持体１上に残っ
たトナーは廃トナー回収装置でクリーニングされる。ま
た、像担持体１の周面（３）は、除電ランプ７を通過す
る際に初期電位（例えば−５０Ｖ）に一様に戻される。
なお、廃トナー回収装置を除去した現像同時クリーニン
グ方式の場合も同様である。

【０００６】ところで、運転開始時において帯電箇所Ｐ
１と現像箇所Ｐ２との間に位置する像担持体１（３）の
周面部位Ｆは、１回目に現像箇所Ｐ２を通過する際には
未だ帯電電位（−５５０Ｖ）に帯電されていない。ま
た、現像ローラ５にも現像バイアス電位Ｖｂ（−３００
Ｖ）が印加されていない。すなわち、帯電用電源装置４
ＰをＯＮする時刻から上記周面部位Ｆの全てが現像箇所
Ｐ２を通過し終ってしまう時刻までの期間Ｔ内では、現
像箇所Ｐ２を通過する像担持体１（３）側の電位Ｖｓは
零（０）でありかつ現像ローラ５側の電位も零（０）で
あるから、連続運転中の上記逆方向電位差（−２５０
Ｖ）を確立することができない。つまり、電位差が零
（０）であるから、図１１に示す画像濃度（トナー付着
量）と電位差（Ｖｓ−Ｖｂ）との特性カーブからも明ら
かの通り、現像ローラ５側から像担持体１（３）上に多
量のトナーが供給されてしまう。すなわち、無駄なトナ
ーを消費する。また、像担持体１上に汚れを生じさせる
ことになる。

【０００７】そこで従来は、像担持体１の導電性基体２
に図８に示す付着防止バイアス電源装置２Ｐを接続し、
上記期間Ｔ中に電源装置２ＰをＯＮさせて導電性基体２
にトナー付着防止バイアス電位を印加して、初期周面Ｆ
の電位を例えば−１５０Ｖに帯電させている。したがっ
て、−１５０Ｖ〔＝（−１５０）−（０）〕の逆方向電
位差を確立できるから図１１の特性からも明らかの通
り、像担持体１（３）側への無駄なトナー付着を防止で
きる。あるいは図９に示すように、電路４Ｃを介して接
続した定電圧生成回路２ＰＳを設け、帯電器用電源装置
４Ｐの出力を利用してトナー付着防止バイアス電位を生
成するように構成している。

【０００８】なお、帯電器４を図１０に示すグリッド４
Ｇとグリッド電圧生成回路４ＧＣとを有する放電型とし
た場合にも、図８および図９のいずれかの型が採用され
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、付着防
止バイアス電源装置２Ｐを設けた前者構成およびグリッ
ド電圧生成回路４ＧＣを設けた後者構成のいずれも部品
点数が多く装置小型化を妨げかつコスト高となる。さら
に、後者構成では帯電器用電源装置４Ｐの容量を増大し
なければならないから一段と不利である。

【００１０】本発明の目的は、運転開始時における無駄
なトナー消費を一掃するとともに像担持体上のクリーン
度を保つことのできる小型で低コストの画像形成装置を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像形成装
置は、帯電器を通過した像担持体の周面に光照射して露
光部と未露光部とを形成し、現像位置における像担持体
側と現像ローラ側との電位差を利用して露光部へ現像ロ
ーラ側から１成分トナーを供給して現像する画像形成装
置において、前記像担持体の導電性基体とグランドまた
は低圧正極電源との間を定電圧素子を設けた電路で導通
可能に接続するとともに、該定電圧素子の設定電圧を前
記帯電器が帯電動作中に当該定電圧素子を通してグラン
ドまたは低圧正極電源から導電性基体に流れ込む電流を
利用して現像ローラ側から像担持体側へのトナー付着を
防止することができるトナー付着防止電位を確立するこ
とのできる値に選択したことを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記構成による本発明では、運転開始時に帯電
器をＯＮさせると、例えばグランドから像担持体の導電
性基体に電流が流れる。すると、定電圧素子の働きによ
り生成された電位（例えば、＋１００Ｖ）が像担持体に
印加される。つまり、運転開始時において帯電箇所と現
像箇所との間に位置していた周面部位を含む像担持体上
の周面がトナー付着防止バイアス電位（−１００Ｖ）に
帯電される。したがって、この周面部位が現像箇所を通
過するときの像担持体側の電位は上記トナー付着防止バ
イアス電位（−１００Ｖ）であるから、現像ローラ側に
現像バイアス電位（例えば−３００Ｖ）が印加されずに
零（０）であったとしても、その逆方向電位差（−１０
０Ｖ）を確保することができる。よって、現像ローラ側
から像担持体上へのトナー付着を防止できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本画像形成装置は、図１に示す如く、基本的構造
（１，４，５，７等）が従来例（図８）と同じとされて
いるが、トナー付着防止バイアス電位は像担持体１の導
電性基体２とグランドＧとを電路１０で接続するととも
に定電圧素子１１を設け、帯電器４の帯電動作を利用し
て生成するように形成されている。

【００１４】なお、従来例（図８）と共通する部分につ
いては同じ符号を付しその説明は簡略または省略する。

【００１５】ここに、現像箇所Ｐ２における像担持体１
側の電位Ｖｓと現像ローラ５側の現像バイアス電位Ｖｂ
との電位差と、像担持体１上へのトナー付着量との関係
は、図１１に示す特性カーブとなるように本装置を構築
している。そして、帯電電位を−５５０Ｖ，現像バイア
ス電位Ｖｂを−３００Ｖに選択している。

【００１６】さて、像担持体１の導電性基体２とグラン
ドＧとは、定電圧素子１１と限流抵抗１２とが介装され
た電路１０で接続されている。すなわち、像担持体１
（３）に帯電器４の帯電作用によって負極電荷が供給さ
れている場合に、それと同量の正極電荷が導電性基体２
に供給されるように、グランドＧから導電性基体２に電
流Ｉｄを流し込む。この電流値は、この実施例の場合、
転写器がＯＦＦである場合に概ね−１０μＡとなる。

【００１７】ここに、定電圧素子１１の設定電圧（トナ
ー付着防止バイアス電位）を１００Ｖとすべく、本定電
圧素子１１を図２に示す電圧（Ｖｚ）−電流（Ａｚ）特
性を持つツェナーダイオードから形成している。したが
って、上記電流値（−１０μＡ）が流れ込んでいる間
は、導電性基体２の電位を１００Ｖとすることができ
る。すなわち、導電性基体２と導通する感光層３の電
位、つまりトナー付着防止バイアス電位（−１００Ｖ）
を、帯電動作を利用して確立することができるわけであ
る。

【００１８】つまり、帯電開始時に帯電位置Ｐ１と現像
位置Ｐ２との間に所在した感光層３の周面部位Ｆを、一
様にトナー付着防止電位（−１００Ｖ）とすることがで
きる。したがって、当該周面部位Ｆが、現像バイアス電
位Ｖｂの印加されていない期間中に、現像位置Ｐ２を通
過する際の像担持体１（３）側と現像ローラ５側との電
位差は、−１００Ｖ〔＝Ｖｓ−Ｖｂ＝（−１００Ｖ）−
（０）〕となるから、像担持体１（３）上に現像ローラ
５側からトナーが付着されることを極少に抑えられる。

【００１９】なお、電流Ｉｄの流れ込みによって導電性
基体２に加えられた正極電荷は、図４に示すように、Ｃ
ＴＬ（ＣａｒｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｅｒＬａｙｅ
ｒ）３ＴとＣＧＬ（ＣａｒｒｉｅｒＧｅｎｅｒａｔｉ
ｏｎＬａｙｅｒ）３Ｇとからなる感光層３に除電ラン
プ７から光照射された際に導通作用によって消失され
る。したがって、正極電荷が導電性基体２に蓄積されて
しまうことがない。すなわち、その周面が帯電電位Ｐ１
を通過する際は再び上記手順が繰返されるので、定電圧
素子１１は介装したままでもよい。

【００２０】しかし、図６の時刻ｔ３〜ｔ４の間で図５
に示す転写器６（放電ワイヤー６Ｗ，電源装置６Ｐ）が
ＯＮされると、像担持体１と転写器６との間に用紙が介
在しない場合は、転写器６からの正極電荷が感光層３に
直接浴びせられることがある。すると、感光層３上の負
極電荷の一部が中和されてしまうので、その中和分相当
の正極電荷が導電性基体２から流れだす。このために当
該相当分だけ導電性基体２への電流（Ｉｄ）は減少す
る。例えば、通常の−１０μＡに対し−２μＡ以下まで
減少することがあり得る。

【００２１】このように電流値Ｉｄが零（０）に近く減
少すると、定電圧素子１１を形成する図２のツェナーダ
イオードの特性からしてその電圧（Ｖｚ）は不安定とな
ってしまう。これは、感光層３上の電位に変化となって
現れるので、現像バイアス電位Ｖｂとの電位差が変化し
て現像動作を妨げる。かくして、この実施例の場合、図
１に示す如く、定電圧素子１１と並列にトランジスタ１
５を接続し、かつ図３に示す時刻ｔ１において帯電器４
がＯＮされてから初期の周面部位Ｆの全てが現像位置Ｐ
２を通過し終る時刻ｔ２までの期間（時間）Ｔ中にのみ
トランジスタ１５をＯＦＦさせるものと形成している。
つまり、期間Ｔ中を除く他の期間中は、トランジスタ１
５をＯＮさせて定電圧素子１１によるトナー付着防止電
位を導電性基体２に印加しないようにしている。

【００２２】なお、定電圧素子１１のカソードおよびト
ランジスタのエミッタをグランドＧに接続しているが、
グランドＧでなく低圧正極電源（例えば＋５Ｖ電源）へ
接続しても実施できる。

【００２３】かかる構成の実施例では、図３の時刻ｔ１
において帯電器４がＯＮされる。と同時に、トランジス
タ１５がＯＦＦされる。したがって、像担持体１の導電
性基体２に電路１０から電流Ｉｄが流れかつ定電圧素子
１１により１００Ｖが確立される。したがって、感光層
３の周面部位Ｆに−１００Ｖのトナー付着防止電位を生
成することができるから、現像位置Ｐ２を通過する際
に、現像ローラ５側からその周面部位Ｆにトナーが付着
されることはない。

【００２４】この初期の周面部位Ｆの全てが現像位置Ｐ
２を通過し終ってしまう時刻ｔ２になると、トランジス
タ１５がＯＮされるのでトナー付着防止バイアス電位は
消失される。また、時刻ｔ２において現像バイアス電位
Ｖｂが印加されるから、周面部位Ｆの下流側に続く感光
層３の露光部に通常の現像を行える。しかも、図６に示
す時刻ｔ３において転写器（６）がＯＮされても、定電
圧素子１１は切離されているから、感光層３の電位に影
響を及ぼすことがない。

【００２５】しかして、この実施例によれば、像担持体
１の導電性基体２とグランドＧとの間を定電圧素子１１
を介装した電路１０で接続し、かつ定電圧素子１１の設
定電圧を帯電動作中に導電性基体２に流れ込む電流Ｉｄ
を利用して像担持体１（３）の表面にトナー付着防止バ
イアス電位を確立することのできる値（１００Ｖ）に選
択されているので、帯電開始時（ｔ１）に帯電位置Ｐ１
と現像位置Ｐ２との間に所圧する初期の周面部位Ｆが現
像位置Ｐ２を通過する際にも現像ローラ５側から像担持
体１（３）上にトナーが供給付着されない。よって、運
転開始時の無駄なトナー消費を極小に抑制できる小型で
低コストの画像形成装置を提供できる。

【００２６】また、定電圧素子１１に周面部位Ｆが現像
位置Ｐ２を通過し終る迄の期間Ｔ中だけＯＦＦされかつ
その余の期間中にＯＮされるトランジスタ１５が並列接
続されているので、その後に転写器６がＯＮされても感
光層３の周面電位にいささかの影響も与えない。したが
って、円滑な通常現像を行える。

【００２７】なお、以上の実施例では、帯電ローラ型帯
電器４を採用した構成とされていたが、帯電器は図１０
に示す放電型の場合でもそのまま実施できる。この際、
定電圧素子１１のカソードはグリッド電圧生成回路（４
ＧＣ）を介してグランドＧに接続すればよい。

【００２８】また、定電圧素子１１はツェナーダイオー
ドに限定されず、例えば図７に示す電圧（Ｖｖ）−電流
（Ａｖ）特性を持つバリスタ等々から任意に選択して実
施することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、像担持体の導電性基体
とグランドまたは低圧正極電源との間を定電圧素子を介
装した電路で接続し、かつ定電圧素子の設定電圧を帯電
動作中に導電性基体に流れ込む電流を利用して像担持体
の周面にトナー付着防止バイアス電位を確立することの
できる値に選択されているので、帯電開始時に帯電位置
と現像位置との間に所在する初期の周面部位が現像位置
を通過する際にも現像ローラ側から像担持体上にトナー
が供給付着されない。よって、運転開始時の無駄なトナ
ー消費を一掃することができる小型で低コストの画像形
成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す全体構成図である。

【図２】同じく、定電圧素子の特性を説明するための図
である。

【図３】同じく、動作を説明するための図である。

【図４】同じく、除電作用との関係を説明するための図
である。

【図５】同じく、転写作用との関係を説明するための図
である。

【図６】同じく、転写作用期間を説明するための図であ
る。

【図７】同じく、定電圧素子の変形例の特性を説明する
ための図である。

【図８】付着防止バイアス電源装置を設けた従来例を説
明するための図である。

【図９】定電圧生成回路を設けた従来例を説明するため
の図である。

【図１０】放電型帯電器を用いた従来例を説明するため
の図である。

【図１１】現像位置における電位差とトナー付着量との
特性を説明するための図である。

【符号の説明】

１像担持体２導電性基体３感光層４帯電器４Ｐ電源装置５現像ローラ５Ｐ電源装置６転写器７除電ランプ１０電路１１定電圧素子１２抵抗１５トランジスタＧグランドＶｂ現像バイアス電位Ｖｓ像担持体表面電位Ｐ１帯電位置Ｐ２現像位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電器を通過した像担持体の周面に光照
射して露光部と未露光部とを形成し、現像位置における
像担持体側と現像ローラ側との電位差を利用して露光部
へ現像ローラ側から１成分トナーを供給して現像する画
像形成装置において、前記像担持体の導電性基体とグランドまたは低圧正極電
源との間を定電圧素子を設けた電路で導通可能に接続す
るとともに、該定電圧素子の設定電圧を前記帯電器が帯
電動作中に当該定電圧素子を通してグランドまたは低圧
正極電源から導電性基体に流れ込む電流を利用して現像
ローラ側から像担持体側へのトナー付着を防止すること
ができるトナー付着防止電位を確立することのできる値
に選択したことを特徴とする画像形成装置。